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基于失效演化模拟的电力机车用IGBT模块解析剩余寿命建模研究
被引量：
1
1
作者
赖伟
李涵锐
+4 位作者
李辉
荆海燕
于凯
姚然
陈民铀
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第20期8189-8200,I0023,共13页
牵引变流器作为电力机车系统中最关键且故障率最高的设备,影响系统的安全运行,其中绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块是导致牵引变流器失效的主要部件。开展IGBT模块剩余寿命准确评估,对降低运维成本和系...
牵引变流器作为电力机车系统中最关键且故障率最高的设备,影响系统的安全运行,其中绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块是导致牵引变流器失效的主要部件。开展IGBT模块剩余寿命准确评估,对降低运维成本和系统故障率具有重要的战略价值和经济意义。目前采用“里程修”的运维方式,未考虑机车运行线路、工况、负载差异等因素对寿命的影响,导致一些线路过早更换的高昂运维成本和一些线路过晚替换的系统停运风险。因此,在牵引系统IGBT模块故障率高、运行线路间可靠性差异大且采用不合理的“里程修”方式背景下,目前业界普遍关心的问题是各线路基于固定里程修更换的IGBT模块剩余寿命是多少。该文针对电力机车用IGBT模块剩余寿命准确评估的问题,以IGBT模块焊料层不同服役里程空洞尺寸分布规律为基础,建立考虑焊料层空洞空间分布规律的精细化多物理场模型,开展多芯片并联IGBT模块失效演化物理过程模拟,提出以焊料层空洞分布统计规律为老化状态的电力机车用IGBT模块解析剩余寿命预测模拟,并通过功率循环试验验证改进模型准确性。研究成果丰富功率器件的寿命预测和可靠性评估理论,为系统从“里程修”向“状态修”转变提供科学依据。
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关键词
电力机车
绝缘栅双极晶体管模块
形态演化模拟
剩余寿命模型
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职称材料
题名
基于失效演化模拟的电力机车用IGBT模块解析剩余寿命建模研究
被引量：
1
1
作者
赖伟
李涵锐
李辉
荆海燕
于凯
姚然
陈民铀
机构
输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学电气工程学院)
中车永济电机有限公司
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第20期8189-8200,I0023,共13页
基金
国家自然科学基金项目(U1966213)
中央高校基本科研业务费资助项目(2022CDJKYJH009)
山西省科技计划揭榜招标项目(20201101017)。
文摘
牵引变流器作为电力机车系统中最关键且故障率最高的设备,影响系统的安全运行,其中绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块是导致牵引变流器失效的主要部件。开展IGBT模块剩余寿命准确评估,对降低运维成本和系统故障率具有重要的战略价值和经济意义。目前采用“里程修”的运维方式,未考虑机车运行线路、工况、负载差异等因素对寿命的影响,导致一些线路过早更换的高昂运维成本和一些线路过晚替换的系统停运风险。因此,在牵引系统IGBT模块故障率高、运行线路间可靠性差异大且采用不合理的“里程修”方式背景下,目前业界普遍关心的问题是各线路基于固定里程修更换的IGBT模块剩余寿命是多少。该文针对电力机车用IGBT模块剩余寿命准确评估的问题,以IGBT模块焊料层不同服役里程空洞尺寸分布规律为基础,建立考虑焊料层空洞空间分布规律的精细化多物理场模型,开展多芯片并联IGBT模块失效演化物理过程模拟,提出以焊料层空洞分布统计规律为老化状态的电力机车用IGBT模块解析剩余寿命预测模拟,并通过功率循环试验验证改进模型准确性。研究成果丰富功率器件的寿命预测和可靠性评估理论,为系统从“里程修”向“状态修”转变提供科学依据。
关键词
电力机车
绝缘栅双极晶体管模块
形态演化模拟
剩余寿命模型
Keywords
electric locomotive
insulated gate bipolar transistor(IGBT)module
morphological evolution simulation
remaining lifetime model
分类号
TM46 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于失效演化模拟的电力机车用IGBT模块解析剩余寿命建模研究
赖伟
李涵锐
李辉
荆海燕
于凯
姚然
陈民铀
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
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